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Idade do Universo

(Redirecionado de Idade do universo)

Idade do universo é o tempo decorrido entre o Big Bang até o presente momento. Há alguns anos, a sonda WMAP coletou dados que levaram astrônomos chegarem a conclusão de que os dados da sonda aceitava a determinação da idade do Universo em 13,73 (± 0,12) bilhões (ou mil milhões em Portugal) de anos[1][2][3][4], entretanto, com base em dados coletados pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), que entre 2009 e 2013 mapeou o céu em busca de pequenas variações na chamada radiação cósmica de fundo, foi descoberto que o Universo é quase 100 milhões de anos mais velho. As interpretações de observações astronômicas em 2014 indicaram que a idade do Universo é de 13.82 bilhões de anos[5].

Cosmologia
WMAP 2008.png
Universo · Big Bang
Idade do universo
Cronologia do Universo
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Índice

A idade dos elementos químicosEditar

Para se determinar a idade do universo é medida a abundância do Rênio-187 (Re187), que decai no Ósmio-187 (Os187) com uma meia-vida de 40 bilhões de anos. É importante dizer que os dois elementos acima são isóbaros e que a análise da abundância desses elementos fornece uma estimativa para a idade do Universo que vai de 11,6 a 17,5 bilhões de anos. Existem outros elementos que também são usados para fazer esse cálculo, como Urânio (U238) com sua meia-vida de 4,468 bilhões de anos e o Tório (Th232) com sua meia-vida de 14,05 bilhões de anos. A análise desses dois elementos nos dão uma outra expectativa da idade do Universo, que é 14,5+2.8-2.2.[4][6]

Aplicação do decaimento radioativo para a apuração da idade das estrelasEditar

A idade de algumas estrelas já conhecidas como CS 22892-052 e HD 115444 que é de 15,6 ± 4,6 bilhões de anos[7]. Já a estrela CS 31082-001 tem uma idade de 12,5 ± 3 bilhões de anos de acordo com o decaimento do Urânio (Ur238). Depois pelo método do decaimento do Urânio e do Tório foi obtido um valor para a idade dessa estrela que é 14,1 ± 2,5 bilhões de anos.[8][9][10]

Idade dos aglomerados estelares antigosEditar

Quando há a transformação do Hidrogênio (H) em Hélio (He) no núcleo das estrelas temos a nucleossíntese, essa estrela se enquadra em uma pequena curva do diagrama criado por Hertzsprung e Russell (Diagrama de Hertzsprung-Russell). Essa curva também é conhecida como a "sequência principal" uma vez que a maioria das estrelas do Universo são encontradas em seu ciclo de vida nesta fase. Uma vez que sua luminosidade (L) varia proporcionalmente a uma potência de sua massa entre M3 e M4, o tempo (T) de vida da estrela pode ser calculado pela fórmula T = K/L0.7 onde K é uma constante e T proporcional ao inverso de L0.7. estelar.

Assim, na sequência principal se você medir a luminosidade da estrela mais brilhante, conseguirá definir a idade limite do aglomerado

 

Assim esta fórmula sem distorção, só é aplicada a aglomerados estelares com milhares de membros e a idade do aglomerado é praticamente igual a K/Lmax0.7 Usando esse método nos aglomerados globulares, Chaboyer, Demarque, Kernan e Krauss calcularam 12,07 bilhões de anos sendo 95% de certeza da idade mínima do Universo [11]. Gratton et al. calcularam calcularam idades entre 8,5 e 13,3 bilhões de anos sendo mais provável 12,1[12]. Reid obteve a estimativa entre 11 e 13 bilhões de anos e Chaboyer et al. estabeleceram 11,5 ± 1,3 bilhões de anos para a idade média do mais velho dos aglomerados.[13][14]

Idade das anãs brancasEditar

Uma anã-branca é um objeto com a massa equivalente ao nosso Sol e raio da ordem de grandeza da Terra. A densidade de uma anã branca é um milhão de vezes maior que a da água. As anãs-brancas brilham como resultado do seu calor residual. As anãs-brancas mais antigas são mais frias e menos brilhantes. Pesquisando e medindo a idade das anãs brancas no aglomerado globular M4[15]. Em 2004, Hans et al. apuraram a idade de 12,1 ± 0,9 bilhões de anos para a M4 e consequentemente, considerando o tempo entre o Big Bang e a formação da M4, estimaram a idade do Universo em 12,8 ± 1,1 bilhões de anos.[16]

Estimativa a partir de medidas da radiação cósmica de fundo em micro-ondasEditar

 
Imagem do WMAP da radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

A radiação cósmica de fundo em micro-ondas parece vir uniformemente de todas as direções (é claro que existem vários tipos de fontes que emitem micro-ondas, dentre elas existem a poeira cósmica aquecida, as estrelas, as galáxias e até mesmo elétrons livres espiralando nas linhas dos campos magnéticos – mas estes possuem características distintas, assim podendo ser retiradas da equação). Essas micro-ondas foram originadas nos elétrons que encheram o Universo há muito tempo, bem antes de terem se combinado com os prótons livres para formar os átomos neutros de hidrogênio. Naquela ocasião a matéria comum do Universo é composta apenas de gás (plasma, na verdade), com uma temperatura praticamente igual em todos os lugares havendo equilíbrio térmico , e emitia a radiação de um corpo negro.

Assim que o plasma tornou-se um gás neutro, a radiação térmica ficou livre para fluir pelo cosmo, isso ocorreu quando o Universo tinha cerca de 380.000 anos de idade e uma pequena parte desta radiação pode ser observada hoje em dia, através de instrumentos diferentes e sensíveis tais como a sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Project (WMAP) e a sonda criogênica PLANCK[17]. Nós conseguimos detectar essa radiação na faixa do espectro das microondas por causa do Efeito Doppler, desviando a freqüência para o vermelho, causado pela expansão do Universo[18]. A radiação cósmica de microondas de fundo (CMB - Cosmic Micro Wave Background Radiation) é a mais perfeita radiação de corpo negro conhecida, mas não se trata de um corpo negro perfeito. A CMB tem um pólo quente e um mais frio, devido ao movimento de nosso sistema solar mais a galáxia[19][20]. Ela também apresenta flutuações da ordem de 1 até 10 µK (micro-Kelvin), o que parece ruído aleatório para nós (ruído branco). Mas a CMB não é aleatória, ao contrario, ela nos mostra os processos físicos primordiais, a maior parte do tempo onde os fótons tornaram-se livres para fluir (alguns são devido aos efeitos da massa e energia ao longo do caminho entre o plasma primordial e nós).

 
Conteudo-do-Universo-antes-e-agora

Pela análise criteriosa das flutuações da CMB, a densidade da matéria junto com a energia escura dos primórdios do Universo, pode ser enfim calculada, assim como a composição da matéria primordial (matéria comum, neutrinos e matéria escura). Colocando-se estas estimativas nas equações da Teoria da Relatividade Geral temos os resultados da dimensão da velocidade de expansão do Universo. Compare então tais resultados com a Constante de Hubble que foi recentemente recalculada, e que mede como o Universo se expande, assim temos a noção da idade do Big Bang.[21][18][22]

Referências

  1. «The Age of the Universe with New Accuracy». Consultado em 29 de dezembro de 2006 
  2. «Qual a idade do Universo». Consultado em 13 de janeiro de 2010 
  3. Chang, Kenneth (9 de março de 2008). «Gauging Age of Universe Becomes More Precise». New York Times. Consultado em 24 de setembro de 2008 
  4. a b «Como medir a idade do Universo» 
  5. The Universe Is 13.82 Billion Years Old publicado em 28/3/2014 por PHIL PLAIT [1]
  6. «The U/Th production ratio and the age of the Milky Way from meteorites and Galactic halo stars» 
  7. «R-Process Abundances and Chronometers in Metal-Poor Stars» 
  8. «How Old is the Universe?» 
  9. «Uranium-238: A new stellar chronometer» 
  10. «The r-process in the neutrino winds of core-collapse supernovae and U-Th cosmochronology» 
  11. «A Lower Limit on the Age of the Universe» 
  12. «Ages of Globular Clusters from Hipparcos Parallaxes of Local Subdwarfs» 
  13. «Younger and brighter - New distances to globular clusters based on Hipparcos parallax measurements of local subdwarfs» 
  14. «The Age Of Globular Clusters In Light Of Hipparcos: Resolving the Age Problem?» 
  15. «Hubble Uncovers Oldest "Clocks" In Space To Read Age Of Universe» 
  16. «HST Observations of the White Dwarf Cooling Sequence of M4» 
  17. «Planck: a nave espacial criogênica atingiu seu destino no ponto de Lagrange L2» 
  18. a b «Expanding Universe» 
  19. «The Solar System» 
  20. «Galaxies» 
  21. «A taxa de expansão do Universo foi recalculada com o dobro da precisão» 
  22. «SAO/NASA ADS Astronomy Abstract Service»